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生物化学

生物化学

生物化学是研究生物体内发生的化学反应和相互作用的学科，特别是细胞中各组分的结构和功能，例如蛋白质，碳水化合物，脂類，核酸以及小分子。生物化学如今也被定义为酶促反应的化学，无论是体内的还是在试管中，无论是使用天然的或人工修饰的酶及其他化学药品。

生物化学的发展

生物化学为人所知应该是在1833年，由Anselme Payen发现了第一种酶，淀粉酶。1828年，Friedrich Wöhler发表了关于尿素的合成的一篇文章，提出了有机化合物可以人工合成，当时普遍的认识是有机化合物只能由活的生物体产生。从那时起，尤其是从20世纪中期开始，随着各种新技术的发展，例如色谱，X光衍射，核磁共振，放射性同位素标记，电子显微镜以及分子动力学模拟，生物化学有了极大的发展。这些技术可以让人们发现并仔细分析细胞中的许多分子和代谢途径，例如糖酵解和三羧酸循环。今天，生物化学上的发现被应用于许多领域，从遗传学到分子生物学，从农业到医学。生物化学的應用，在遠古時代，埃及人利用酵母釀酒就已開始。

分类

生物化学主要研究如下几大类物质：
- 碳水化合物
- 脂類
- 蛋白质和氨基酸
- 核酸大多数生物化学的研究集中于研究蛋白质（许多都是酶）的属性。由于历史的原因，研究新陈代谢的生物化学成为关于细胞方面的研究中最深入的一种。目前研究的重要领域包括遗传密码（DNA，RNA），蛋白质合成，细胞膜转运，信号传导和能量分解循环。

参见

- 化学
- 生物学
- 分子生物学
- 细胞生物学 Category:化学 ja:生化学 ko:생화학 ms:Biokimia th:ชีวเคมี

生物体

生物（又称生物体）是有生命的个体。在生物学和生态学中，地球上的生物有200多万种，从物质组成来看它们都由原生质组成。生物最重要和基本的特征在于生物进行新陈代谢。所有生物一定会具备合成代谢以及分解代谢这是是互相对立的两个方面，是生命现象的基础。生命的起源和生命各个分支之间的关系一直存在争议。一般而言生物分为两大类：原核生物和真核生物。原核生物分为两个域：细菌域( Domain Bacteria )和古细菌域( Domain Archaea )，这两个域相互之间的关系并不比他们和真核生物的关系更为接近。在进化史的研究上原核生物和真核生物之间一直缺乏联系。真核生物的两个细胞器：叶绿体和线粒体被普遍认为是由内生细菌（endosymbiotic bacteria)演化而来。多细胞生物指包含多于一个细胞的生物。

共有属性

生物的共有属性包括：
- 移动性
- 摄取食物
- 呼吸
- 生长
- 繁殖
- 应激性
- 适应性这些属性并非普遍存在，例如许多生物无法独立移动（尽管植物的生长可以被看作移动的一种）并且无法直接对环境变化产生反应。微生物比如细菌无法进行呼吸。另外很多生物的个体无法进行繁殖-尽管它们所属的物种可以繁殖。

结构层次

生物的结构层次
- 原子
- 分子
- 高分子
- 胞器
-
- 细胞
-
- 组织
-
- 器官
-
- 系统
-
-
- 生物体环境的组成
- 個體
- 种群、族群
- 群落
- 生态系统
-
- 生物圈

分类

参见生物分类法和分类学

病毒

病毒由于不能独立进行繁殖和新陈代谢而通常不被认为是生物。然而，依据美国法典（United States Code）的生物武器和非法使用相关内容中病毒被归为微生物范畴。由于许多寄生动物和内共生体（endosymbionts）也缺乏独立生存能力，所以病毒是否算作生物仍然存在争议。尽管病毒有酶和其他生物特有的分子，它们在寄主细胞外却无法生存，并且病毒新陈代谢的过程需要寄主遗传机制的参与。这种寄生现象的起源还不清楚，但有可能产生于寄主。

寿命

寿命是生物的基本参数之一。有的生物只能生存一天，有的生物例如一些植物能生存几千年。细胞衰老在决定生物体，细菌，病毒甚至是朊毒体的寿命时很重要。

参见

生物基本主题列表分类学微生物进化论

外部链接

- [http://wildbird.nease.net/ 生物天地]
- [http://www.bioon.com/figure/biology/Index.html/ 生物学图库] Category:生物分类学 ja:生物 ko:생물 th:สิ่งมีชีวิต zh-min-nan:Seng-bu̍t

化学反应

化學反應是一個或二個以上的物質（又稱作反應物）經由化學變化產生一個以上不同於反應物的產物的過程。化學變化定義為當一個分子接觸另一個分子合成大分子；或者分子經斷裂分開形成二個以上的小分子；又或者是分子內部的原子重組。為了形成變化，化學反應通常和化學鍵的形成與斷裂有關。特別注意化學反應不會以任何方式改變原子核，而衹限於在原子外的電子雲交互作用。雖然核變形後可能會引發化學反應，但是核反應與化學反應無關。

類別

有五種主要化學反應如下所示：
- 異構化 (A → B) ：化合物形成結構重組而不改變化學組成物。
- 化學合成 (A + B → C) ：二種以上元素或化合物合成一個複雜產物。
- 化學分解 (A → B + C) ：化合物分解為構成元素或小分子。
- 置换反应/單取代反應 (A + BC → AC + B) ：表示額外的反應元素取代化合物中的一個元素。
- 雙取代反應 (AC + BD → AD + BC) ：在水溶液中（又稱離子化的）兩個化合物交換元素或離子形成不同的化合物，又稱為複分解反應。當然還有更多複雜的情形，但仍可逐步簡單化而視為上述反應類別的連續反應。化學反應的變化多端難以建立簡單的分類標準。但是一些類似的化學反應仍然可以歸類，譬如：
- 有機反應：指以碳原子化合物為主的各種反應。
- 氧化還原反應：指兩化合物間的電子轉移（如：單取代反應和燃燒反應）
- 燃燒反應：指受質和氧氣的反應。更多的例子參見反應列表（list of reactions）。

反應與能量

能量淨改變

根據熱力學第三定律，任何封閉系統傾向降低自由能。在沒有外力的影響下，任何反應混合物也是如此。比方，對系統中焓（enthalpy；熱含量）的分析可以得到合乎反應混合物的力能學計算。反應中焓的計算方式採用標準反應焓以及反應熱加成性定律（赫士定律；the law of additivity of reaction heats； Hess's law）。關於焓的計算可以參考熱力學入門書。以一個甲烷（methane）在氧（oxygen）中的燃燒反應為例： CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O 能量計算須打斷反應左側和右側的所有鍵結取得能量數據，才能計算反應物和生成物的能量差。以 ΔH 表示能量差。Δ (Delta) 表示差異， H 則為焓等於固定壓力下的熱傳導能量。 ΔH 的單位為千焦耳（kJ；kiloJoules）或千卡（kcal；kilocalories）

放熱反應

如果 ΔH 計算為負值，則反應能量通常會釋放出來形成熱，即為放熱反應。放熱反應會自發性產生。比如我們日常所知的燃燒反應就是在空氣中燃燒瓦斯形成熱。

吸熱反應

也有反應是正值的 ΔH 。如果 ΔH 是正值，完成反應須吸收能量。即所謂的吸熱反應。

例外原則

上述法則「放熱反應會自發性產生」通常是事實。但在某些狀況下卻不是如此。這發生在降低焓時伴隨熵（entropy；混亂度函數）的減少。正確的法則是自由能是負值時，反應才會自發性產生。其基本方程式如下： ΔG = ΔH - TΔS ΔG 是自由能改變， ΔH 是焓改變，而 ΔS 則為熵改變。

反應中間物

當熱力學企圖回答這個問題：「反應會發生嗎？」，另一個重要問題「反應多快？」卻完全沒有回答。這是因為熱力學或者熱力學平衡試著要了解的是反應混合物初始和結束狀態。因此無法指出反應發生時的過程。這個領域屬於反應動力學的範籌。反應很少直接產生。通常反應物須碰撞形成活化複合物。碰撞的動能使原始複合反應物獲得更高的能量。這個能量使構成反應的鍵結重組。在一些反應中，反應物可能會構成一些反應中間物後才會形成產物。反應動力學企圖將所有的這些現象作成透視圖。

反應速率

化學反應的反應速率是相關受質濃度隨時間改變的的測量。反應速率的分析有許多重要應用，像是化學工程學或化學平衡研究。反應速率受到下列因素的影響：
- 反應物濃度：如果增加通常將使反應加速。
- 活化能：定義為反應啟始或自然發生所需的能量。愈高的活化能表示反應愈難以啟始，反應速率也因此愈慢。
- 反應溫度：溫度提升將加速反應，因為愈高的溫度表示有愈多的能量，使反應容易發生。
- 催化劑：催化劑是一種透過降低活化能提升反應速率的物質。而且催化劑在反應過程中不會破壞或改變，所以可以重複作用。反應速率與參與反應的物質濃度有關。物質濃度則可透過質量作用定律定量。

可逆反應與自發反應

每個化學反應理論上均是可逆反應。正反應中定義物質從反應物轉換成產物。逆反應刖相反，產物轉換成反應物。化學平衡指正反應速率和逆反應速率達到相等的狀態，因此反應物和產物均會存在。然而，平衡態的反應方向可透過改變反應狀態改變，譬如溫度或壓力。勒沙特烈原理（Le Chatelier's principle）在此用來預測是產物或反應物形成。雖然所有的反應在一些範圍內均是可逆的，部份反應仍可歸類為不可逆反應。「不可逆反應」指得是「完全反應」。意思是幾乎所有的反應物均形成產物，甚至在極端狀況下均難以逆轉反應。另一種反應機制稱為自發反應，是一種熱力學傾向，表示此反應引起總體熵的淨增加。自發反應（相對於非自發反應）不須外在協助（如能量供給）就會產生。在化學平衡的系統中，反應過程中自發反應的方向可預期形成較多的物質。

參見

- 量子電動力學（Quantum electrochemistry）
- 化學合成（Chemical synthesis）
- 化學平衡（Chemical equilibrium）
- 反應列表（List of reactions）
- 熱力學（Thermodynamics）
- 熱化學（Thermochemistry）
- 化學動力學（Chemical kinetics）

外部連結

- [http://content.edu.tw/senior/chemistry/tp_sc/content1/number2/1/6-1.htm 化學反應] --中華民國教育部[http://content1.edu.tw/ 學習加油站] Category:化學 Category:化學反應 ja:化学反応 ko:화학 반응

细胞

细胞并没有统一的定义，近年来比较普遍的提法是：细胞是生命活动的基本单位。已知除病毒之外的所有生物均由细胞所组成，但病毒生命活动也必须在细胞中才能体现。一般来说，细菌等绝大部分微生物以及原生动物由一个细胞组成，即单细胞生物；高等植物与高等动物则是多细胞生物。细胞可分为两类：原核细胞、真核细胞。但也有人提出应分为三类，即把原属于原核细胞的古核细胞独立出来作为与之并列的一类。研究细胞的学科称为细胞生物学。世界上现存最大的细胞为鸵鸟的卵细胞。

细胞的发现与细胞的研究历史

细胞（cell）是由英国科学家罗伯特·虎克（Robert Hooke，1635～1703）于1665年发现的。當時他用自製的光學顯微鏡觀察軟木塞的薄切片，放大後發現一格一格的小空間，就以英文的cell命名之，而這個英文單字的意義本身就有小房間一格一格的用法，所以並非另創的字彙。而這樣觀察到的細胞早已死亡，僅能看到殘存的植物細胞壁，雖然他並非真的看見一個生命的單位（因為無生命跡象）後世的科學家仍認為其功不可沒，一般而言還是將他當作發現細胞的第一人。而事實上真正首先發現活細胞的，還是荷蘭生物學家雷文．霍克（列文·虎克）。
- 1674年，雷文·霍克發現微生物，他也是歷史上可找到的第一個發現細菌的業餘科學家。
- 1809年，法國博物學家（博物學即二十世紀後期所稱的生物學、生命科學等的總稱）拉馬克（Jean-Baptiste de Lamarck，1744—1829）提出：「所有生物體都由細胞所組成，細胞裡面都含有些會流動的『液體』。」卻沒有具體的觀察證據支持這個說法。
- 1824年，法國植物學家杜托息(Henri Dutrochet,1776~1847)在論文中提出「細胞確實是生物體的基本構造」又因為植物細胞比動物細胞多了細胞壁，因此觀察技術還不成熟的時候比動物細胞更容易觀察，也因此這個說法先被植物學者接受。
- 19世紀中期，德國動物學家施旺(Theodor Schwann,1810~1882)進一步發現動物細胞裡有細胞核，核的周圍有液狀物質，在外圈還有一層膜，卻沒有細胞壁，他認為細胞的主要部分是細胞核而非外圈的細胞壁。同一時期，德國植物學家施莱登(Matthias Schleiden,1804~1881)以植物為材料，研究結果獲得與施旺相同的結論，他們都認為「動植物皆由細胞及細胞的衍生物所構成」，這就是細胞學說的基礎。
- 在德國施旺和施莱登之後的十年，科學家陸續發現新的證據，證明細胞都是從原來就存在的細胞分裂而來，而至21世紀初期的細胞學說大致上可以簡述為以下三點：細胞為一切生物的構造單位、細胞為一切生物的生理單位、細胞由原已生存的細胞分裂而來。

细胞的基本结构和功能

細胞是生物體的構造和生理的基本單位，卻不能因此認為所有的生物細胞都相同，即使在同一個個體內，也有因為分化而產生各式各樣外觀與功能不同的細胞，即使相同種類的細胞，也可能正在執行的生理工作也有差異，但是基本上彼此都有共同的基本構造

細胞壁

分類在細菌、真菌、植物的生物，其組成的細胞都具有細胞壁，而原生生物則有一部分的生物體具有此構造，但是動物沒有。細胞壁是由細胞質的分泌物構成，在電子顯微鏡的發明之後，有許多的研究因此可以讓人們知道，其成分與組成。而細胞壁可以保護細胞減少外界傷害、維持形狀，並且避免因為水分過多而脹破。
- 植物細胞壁主要成分是纖維素，經過有系統的編織形成網狀的外壁。可分為中膠層、初生細胞壁、次生細胞壁。中膠層是植物細胞剛分裂完成的子細胞之間，最先形成的間隔，主要成份是果膠質（一種多糖類），隨後在中膠層兩側形成初生細胞壁，初生細胞壁主要由果膠質、木質素和少量的蛋白質構成。次生細胞壁主要由纖維素組成的纖維排列而成，如同一條一條的線以接近直角的方式排列，再以木質素等多醣類黏接。
- 真菌細胞壁則是由幾丁質、纖維素等多糖類組成，其中幾丁質是含有氮的一類多糖
- 細菌細胞壁組成以肽聚糖為主。

細胞膜

細胞膜為細胞與環境之間以及胞器與細胞質之間的分界，能夠調節物質的進出，而膜上的蛋白質有許多種類，有的可以適時協助物質進出，有的能夠傳遞訊息，有的則負責防禦（免疫系統）的功能。更詳細的歷史、微觀構造請參考細胞膜。

細胞質

細胞膜就像一個塑膠袋一樣，裝著滿滿的液狀、膠體狀的細胞質，可粗略分為細胞液和胞器。細胞質含有維持生命現象所需要的基本物質，例如醣類、脂質、蛋白質、與蛋白質合成有關的核糖核酸，因此也是整個細胞運作的主要場所，透過細胞膜外接收的訊息、細胞內部的物質，共同調節基因的表現，影響生理活動。另外，細胞質內部也有多種網狀構造，稱為細胞骨架，可以協助維持細胞形狀，也能引導內部物質的移動，一些細胞骨架會於細胞分裂時，形成可以透過染色而觀察的紡錘絲，有一些骨架更能幫助細胞運動。

細胞核

具有雙層膜的胞器，主要攜帶遺傳物質，包括染色體（脱氧核糖核酸加上一些特殊的蛋白質）、核糖核酸等，核膜上有許多小孔稱做核孔，由數十種特殊的蛋白組成特別的構造，容許一些物質自由通過，但是分子量很大的核糖核酸、蛋白質就必須依賴這些蛋白輔助，以消耗能量的主動運輸，來往於細胞質跟細胞核之間。細胞分裂的期間可以看到細胞核中最顯著的構造——核仁，其組成為核糖體RNA，以及合成核糖體所需的蛋白質。有趣的是，有些細胞為了執行特別的工作而沒有細胞核：哺乳綱動物的紅血球，為了減少攜帶的氧氣，被紅血球本身消耗，而成熟後就沒有細胞核；植物則以篩管、導管、假導管為了運輸功能，成熟後沒有細胞核。

內質網

有一部分的細胞核核膜會向細胞質延伸，形成許多相通的小管與囊袋，構成迷宮狀的網路，稱為內質網，部分內質網上附著著核糖體，稱為粗糙內質網(粗面内质网)，其他的部分則稱為平滑內質網(滑面内质网)。而平滑內質網上有特殊的酶系統，負責合成脂質和膽固醇，也能夠氧化有毒物質以減低毒性，在肝臟協助可調節血糖，在肌肉細胞可儲存許多鈣離子協助肌肉收縮；粗糙內質網則和蛋白質的合成有密切關聯，附著在粗糙內質網的核糖體所製造的蛋白質，主要運送到膜上，或是分泌出細胞之外。

核糖體

負責合成蛋白質的胞器，由大、小兩個次單元組成，次單元之中有核糖體RNA和核糖體特有的蛋白質，在細胞質中，接受細胞核的遺傳訊息、細胞外的刺激訊息，以合成蛋白質，可分為游離核糖體與附著核糖體，前者所製造之蛋白質專用於細胞質內部（不含胞器內部），後者則先經過內質網腔修飾，以小囊泡運輸到高基氏體做進一步的分類與修飾，完成的蛋白質主要包裝在胞器之中、運到膜上、或是運出細胞之外。

高基氏體

高基氏體，又称“高尔基体”，是好幾個扁平的囊袋相疊而成，而且有固定的方向性，彼此之間並不相通。主樣負責蛋白質的修飾、分類與輸送，從粗糙內質網合成的蛋白質被包在小囊泡中首先送到高基氏體，在這裡一些酶會將蛋白質修飾，例如加上一段特別的糖類標記，而許多脂質、糖類也會在這裡合成並且修飾，隨後再利用小囊泡往外運輸。

溶體

溶體，又称“溶酶体”是單層膜的囊狀胞器，內部含有數十種從高基氏體送來的水解酶，這些酶（或是稱做酵素）在弱酸的環境之下（通常為PH值5.0）能有效分解生命所需的有机物質，許多透過細胞吞噬的物質，會先形成食泡，然後跟溶體融合並且進行消化。另外溶體也對老舊、損壞的胞器和細胞質進行分解，產生的小分子隨後可再次被細胞利用，一旦溶體破裂釋放出水解酶，細胞就會被分解，許多細胞凋亡的程序都與溶體有關，例如：蝌蚪變成青蛙尾巴的消失、人類胚胎手指的形成。

液胞（液泡）

這是另一種囊狀的單層膜胞器，在細胞中扮演不同角色，形狀可大可小。在原生動物，例如草履蟲，液胞扮演伸縮泡的功能，將過多的水分收集並排出體外；大多數植物細胞液胞在細胞成熟後，佔有大部分的細胞體積，可以儲存水分、存放色素，有些種類植物的液胞更能夠協助光合作用的進行，另外液胞也有一個很大的功能：協助細胞往大體積的方向演化同時，能夠使得細胞質的表面積變大，有利物質交換。

粒線體

粒線體，又称“线粒体”之所以如此稱呼，是因為在顯微鏡下有兩類主要的外觀，是一種雙層膜的胞器，外膜平滑，內膜則朝內部形成皺摺狀的構造稱為摺襞，目的是為了增加生理作用的表面積，摺襞之間充滿基質，其中有許多的代謝反應進行。整個粒線體主要協助細胞呼吸，並且產生細胞使用能量最直接的形式，三磷酸腺苷。特別的是粒線體有自己的遺傳分子，與細胞核的遺傳物質不同，只遺傳到這個胞器的子代胞器，而不是子代細胞，能夠讓粒線體自我分裂增殖，製造本身需要的一些蛋白質，但是仍有一些調節控制的過程受到細胞核的影響，更重要的是，粒線體基因只在母系遺傳，不遵守孟德爾遺傳律，有助於研究人類演化的研究。必須特別注意的是，粒「線」體不應該誤寫為粒「腺」體。

葉綠體

葉綠體也是雙層膜狀的胞器，跟粒線體類似的地方是，它也有自己的遺傳物質，能夠自己分裂增殖，自製本身所需的一蛋白質。主要的功能是吸收光能，轉變成化學能，並藉此將無機物（二氧化碳和水）合成為有機物（糖類），這個藉由光能產生營養物質的過程稱為光合作用，光表示光能，合表示合成。

细胞的增殖及调控

细胞周期亦称有丝分裂周期（mitosis cycle），细胞生长到一定程度，不是繁殖就是死亡。细胞分裂后产生的新细胞生长增大，随后又平均地分裂成两个和原来母细胞“一样”的子细胞，细胞这种生长与分裂的循环称细胞周期。较为普遍的细胞分裂方式为有丝分裂和减数分裂，在生物的个体发生中，这两种分裂方式交替发生，以保证生物种族的延续

细胞分化与基因表达

细胞分化（cell differentiation）是个体发育过程中细胞之间产生稳定差异的过程。所以，细胞分化是指同源细胞通过分裂，发生形态、结构与功能特征稳定差异的过程。细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，在个体发育过程中基因按照一定程序相继活化的现象，称为基因的差次表达（differential expression）或顺序表达（Sequential expression）。即在同一时间内不是所有的基因都具活性，而是有的有活性，有的无活性，有些细胞是这部分基因有活性，有些细胞则是另外一些基因有活性。组织特异性基因和管家基因一类是维持细胞最基本生命活动的基因，是所有一切细胞都需具备的，由此译制基本生命活动所必需的结构和功能蛋白。这类基因称“House-keeping gene”，译为“管家基因”，它们与细胞分化关系不大。如编码与细胞分裂、能量代谢、细胞基本建成有关的蛋白质的基因属此类。另一类是译制特异蛋白质的基因，与细胞的基本生存无直接关系，但与细胞分化关系密切，被称为“Luxury gene”，译为奢侈基因。组合调控引发组织特异性基因的表达弄清了细胞分化的实质，研究者们便把注意力集中到基因选择表达的控制机理方面。除细胞核与细胞质的相互作用对细胞分化的影响外，包括环境在内的诸多因素均对细胞分化有重要的影响。

细胞衰老与凋亡

细胞衰老的研究只是整个衰老生物学（老年学，人类学）研究中的一部分。所谓衰老生物学（biology of senescence）（或称老年学，gerontology）是研究生物衰老的现象、过程和规律。其任务是要揭示生物（人类）衰老的特征，探索发生衰老的原因和机理，寻找推迟衰老的方法，根本目的在于延长生物（人类）的寿命。多细胞有机体细胞，依寿命长短不同可划分为两类，即干细胞和功能细胞。干细胞在整个一生都保持分裂能力，直到达到最高分裂次数便衰老死亡。如表皮生发层细胞，生血干细胞等。细胞死亡是细胞衰老的结果，是细胞生命现象的终止。包括急性死亡（细胞坏死）和程序化死亡（细胞凋亡）。细胞死亡最显著的现象，是原生质的凝固。事实上细胞死亡是一个渐进过程，要决定一个细胞何时已死亡是较因难的。除非用固定液等人为因素瞬间使其死亡。那么，怎样鉴定一个细胞是否死亡了呢？通常采用活体染色法来鉴定。如用中性红染色时，生活细胞只有液泡系染成红色，如果染料扩散，细胞质和细胞核都染成红色，则标志这个细胞已死亡。细胞凋亡(apoptosis)是一个主动的由基因决定的自动结束生命的过程，所以也常常被称为程序化细胞死亡（programmed cell death,PCD）。凋亡细胞将被吞噬细胞吞噬。这一假说是基于Hayflick界限提出的：1961年Hayflick根据人胚胎细胞的传代培养实验提出。指细胞在发育的一定阶段出现正常的自然死亡，它与细胞的病理死亡有根本的区别。细胞凋亡对于多细胞生物个体发育的正常进行，自稳平衡的保持以及抵御外界各种因素的干扰方面都起着非常关键的作用。例如：蝌蚪尾的消失，骨髓和肠的细胞凋亡，脊椎动物的神经系统的发育，发育过程中手和足的成形过程。 Category:细胞生物学 Category:细胞学 ja:細胞 ko:세포 ms:Sel simple:Cell th:เซลล์ (ชีววิทยา)

蛋白质

蛋白质是一种复杂的有机大分子的组合，含有碳、氢、氧、氮，通常还有硫，磷。蛋白质是生命最基本的组成部分之一，是生物化学的主要研究对象之一。

结构

蛋白质是由氨基酸通过肽键有序连接而形成的多肽链。蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸的氨基和羧基缩合失水后形成肽键，由三个或三个以上氨基酸残基组成的肽称为多肽形成多肽链。蛋白质的分子结构可划分为四级：
- 一级结构：组成多肽链的线性氨基酸序列。
- 二级结构：依靠不同肽键的C=O和N-H基团间的氢键形成的稳定结构。
- 三级结构：由一条多肽链的不同氨基酸侧链间的相互作用形成的稳定结构。
- 四级结构：由不同多肽链亚基间相互作用形成具有功能的蛋白质分子。一级结构依靠轉錄过程中形成的共价键维持。通过蛋白质折叠形成高一级结构。特定的多肽链可能有多于一个的稳定构型，每种构型都有自己特定的生物活性，其中只有一种具有天然活性。如果一个蛋白质某个区域具有二级结构，通常是α螺旋或β折叠。随机的区域被称为随机卷曲。多肽链进一步折叠成更大的三维结构，依靠氢键，疏水作用或二硫键结合。蛋白质通常是很大的分子，分子量可能达到3000kDa。这么长的氨基酸链通常被认为是蛋白质，短一些的氨基酸链被成为“多肽”，“肽”或很稀有的“寡肽”。分界线并不确定，多肽通常很少有三级结构，通常行使激素的功能而不是酶或结构单元的功能，例如胰岛素。

性质

蛋白质通常被分为可溶性，纤维状或膜结合蛋白（参看整合膜蛋白）。几乎所有的生物催化剂，即酶，都是蛋白质（20世纪晚期，人们发现某种RNA序列也具有催化活性）。与膜结合的转运结构和离子通道，可以将底物从一个位置转移到另一个位置而不改变它们；受体，通常也不改变它们的底物，仅仅是改变自身的形状与底物结合；以及抗体，看来似乎只有结合功能；这些都是蛋白质。最后，构成细胞骨架和动物大部分结构的纤维物质也是蛋白质：胶原和角蛋白组成了皮肤，毛发和软骨；肌肉大部分也是由蛋白质组成。蛋白质对于它周围的环境十分挑剔。它们仅在一个很小的pH范围内并且含有少量电解质的溶液中保持他们的活性或天然状态，许多蛋白质不能存在于蒸馏水中。蛋白质失去了它的天然状态就称为变性。变性的蛋白质通常除了随机卷曲以外没有其他的二级结构。处于天然状态的蛋白质通常都是折叠的。

营养作用

蛋白质可以用来产生能量，但是它们必须首先被转化成为一些普通的代谢媒介。这个过程需要脱氨，一种毒性非常大的物质。氨在肝脏中被转化为尿素，毒性减弱，被排入尿中。另一些动物将尿素转化为尿酸。蛋白质是动物膳食的必需成份，对成长和组织发育至关重要，它可从肉类、鱼、鸡蛋、牛奶和豆类食品中摄取。蛋白质缺乏通常涉及营养学，尤其是第三世界国家人民的饥饿和营养不良。甚至在发达国家例如美国，这也是一个被忽视的健康因素。因为社会的压力造成减肥时，食物严重依赖于碳水化合物，缺少必需氨基酸。蛋白质缺乏可以致病，例如疲劳，胰岛素耐受，脱发，头发掉色（应当是黑发的变为红色），肌肉重量减轻（蛋白质可以修复肌肉组织），体温低，激素失调。严重的蛋白质缺乏将会致命。蛋白质过多也会造成问题，例如马由于脚的问题翻倒。通常造成对某种食物过敏以及过敏反应的元凶是蛋白质。因为每种蛋白质的结构都略有不同，某些蛋白质会引起一些免疫系统的反应，而其他一些十分安全。许多人都对花生中的某种蛋白质，或者贝类或其他海鲜的蛋白质过敏，但是很少有人对所有这三种都过敏。

参见

- 生物化学
- 朊病毒
- 类蛋白
- 蛋白质组
- 蛋白质组学
- 蛋白质寻靶 Category:生物化学 Category:蛋白质 ja:蛋白質 ko:단백질 simple:Protein th:โปรตีน zh-min-nan:Nn̄g-pe̍h-chit

碳水化合物

糖类是多羟基醛、多羟基酮以及能水解而生成多羟基醛或多羟基酮的有机化合物。广布自然界。

碳水化合物的来由

碳水化合物名字的來由是生物化学家在先前发现糖类化合物的分子式都能写成C_n(H₂O)_m，故以为是碳和水的化合物，但是后来的发现证明了许多糖类并不合乎其上述分子式。如鼠李糖(C₆H₁₂O₅)。有些符合上述通式的不是糖类，如甲醛(CH₂O)等。所以严格的讲，把糖称为碳水化合物是不正确的。

分类

糖类大致可以分为以下几类：
- 单糖－糖类种结构最简单的一类，一般不溶于水，简单的单糖一般是含有3-7个碳原子的多羟基醛或多羟基酮。葡萄糖、果糖、半乳糖等。
- 低聚糖（寡糖）－由2-9个单糖分子聚合而成。水解后可生成单糖。
- 二糖－二糖是由两分子单糖脱水而成的糖苷，苷元是另一分子的单糖。二糖水解后生成两分子的单糖。如乳糖、蔗糖、麦芽糖
- 三糖－水解后生成三分子的单糖。如棉子糖
- 四糖
- 五糖
- 多聚糖－由10个以上单糖分子聚合而成。经水解后可生成多个单糖或低聚糖。根据水解后生成单糖的组成是否相同，可以分为：
- 同聚多糖－同聚多糖由一种单糖组成，水解后生成同种单糖。如阿拉伯胶、糖元、淀粉、纤维素等。
- 杂聚多糖－杂聚多糖由多种单糖组成，水解后生成不同种类的单糖。如粘多糖、半纤维素等。

在生物体中的分布

广泛分布于细胞，血液，果汁，乳汁中。

在生物体中的作用

- 生物体的能量来源
- 在生物体中转化为其他物质

参考书籍

《医用化学》第一版

参看

- 营养学 Category:有机化合物 Category:碳水化合物 ja:炭水化物 ko:탄수화물 th:คาร์โบไฮเดรต

脂類

脂類，又稱為脂質，是天然存在於生物體物質之一，其中包括簡單脂類（泛稱脂肪或油），蠟、複雜脂類、固醇、品烯等等。大部份脂類不溶於水而溶於有機溶劑，其功能眾多，對生物有重要影響。脂類也是脂肪和類脂的總稱。 Category:營養學 CateGory:脂類 ja:脂質

核酸

我们通常所说的核酸是DNA和RNA，而者之间的差别是一个胸腺嘧啶改变成为尿嘧啶。核酸在生物世界里扮演的角色，就如同一个企业的发展纲要一样，它们决定了某一个生物体发育、繁殖、死亡的整个过程和其他生物体的区别，甚至可以扩展到种群的范围来讨论核酸的“号召力”。而有某些核酸，他们在细胞的生命活动中扮演的角色不再是遗传物质的存储和传递者，而是和酶一样的生物反应催化剂。这类核酸现在我们称之为核酶。 Category:有机化合物 ja:核酸 ko:핵산

尿素

尿素，分子式：，CAS编号：57-13-6，白色晶体或粉末。是动物蛋白质代谢后的产物，通常用作植物的氮肥。 Category:有机化合物 ja:尿素

有机化合物

有机物即有机化合物。含碳化合物（一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、金属碳化物等少数简单含碳化合物除外）或碳氢化合物及其衍生物的总称。有机物是生命产生的物质基础。

特点

多数有机化合物主要含有碳、氢两种元素，此外也常含有氧、氮、硫、卤素、磷等。部分有机物来自植物界，但绝大多数是以石油、天然气、煤等作为原料，通过人工合成的方法制得。和无机物相比，有机物数目众多，可达几百万种。有机化合物的碳原子的结合能利非常强，互相可以结合成碳链或碳环。碳原子数量可以是1、2个，也可以是几千、几万个，许多有机高分子化合物甚至可以有几十万个碳原子。此外，有机化合物中同分异构现象非常普遍，这也是造成有机化合物众多的原因之一。有机化合物除少数以外，一般都能燃烧。和无机物相比，它们的热稳定性比较差，受热容易分解。有机物的熔点较低，一般不超过400℃。有机物的极性很弱，因此大多不溶于水。有机物之间的反应，大多是分子间反应，往往需要一定的活化能，因此反应缓慢，往往需要催化剂等手段。而且有机物的反应比较复杂，在同样条件下，一个化合物往往可以同时进行几个不同的反应，生成不同的产物。

共价键

在有机物中, 碳的化合价(原子价)都为4价，但在计算中（尤其是氧化还原反应）碳的价态(氧化数)被认为是不固定的。有机物中普遍存在共价键。有机物发生反应时，就是一些共价键断裂，同时一些新的共价键生成。

分类

按照碳链结合形式的不同，有机化合物基本可以分为：
- 脂肪族化合物（或开链族化合物）：碳原子和碳原子之间形成一条开放的链，可以是直链也可以带支链；
- 碳环族化合物：碳原子连接成环状
- 脂环族：碳原子和碳原子之间形成一条封闭的环状链，也可以带支链；
- 芳香族：碳原子和碳原子之间形成一条封闭的环状链，但各碳原子之间的结合是单键和双键互相交错的；
- 杂环族：碳原子和碳原子之间形成一条封闭的环状链，但其中某些碳原子被其他元素的原子取代。
- Category:有机化学 ja:有機化合物 simple:Organic compound

色谱

色谱分析主要分以下幾類：
- 液相色谱分析
- 气相色谱分析
- 電離色谱分析

参见

- 分析化学 Category:化学

电子显微镜

电子显微镜是使用电子来展示物件的内部或表面的显微镜。高速的电子的波长比可见光的波长短（波粒二象性），而显微镜的分辨率受其使用的波长的限制，因此电子显微镜的分辨率（约0.1纳米）远高于光学显微镜的分辨率（约200纳米）。

技术

电子显微镜的主要组成部分是：
- 电子源是一个释放自由电子的阴极，一个环状的阳极加速电子。阴极和阳极之间的电压差必须非常高，一般在数千伏到3百万伏之间。
- 电子透镜用来聚焦电子。一般使用的是磁透镜，有时也有使用静电透镜的。电子透镜的作用与光学显微镜中的光学透镜的作用是一样的。光学透镜的焦点是固定的，而电子透镜的焦点可以被调节，因此电子显微镜不象光学显微镜那样有可以移动的透镜系统。
- 真空装置。真空装置用以保障显微镜内的真空状态，这样电子在其路径上不会被吸收或偏向。
- 样品架。样品可以稳定地放在样本架上。此外往往还有可以用来改变样品（如移动、转动、加热、降温、拉长等）的装置。
- 探测器，用来收集电子的信号或次级信号。

种类

利用透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy TEM，台译穿透式电子显微镜）可以直接获得一个样本的投影。在这种显微镜中电子穿过样本，因此样本必须非常薄。组成样本的原子的原子量、加速电子的电压和所希望获得的分辨率决定样本的厚度。样本的厚度可以从数纳米到数微米不等。原子量越高、电压越低，样本就必须越薄。通过改变物镜的透镜系统人们可以直接放大物镜的焦点的像。由此人们可以获得电子衍射像。使用这个像可以分析样本的晶体结构。在能量过滤透过式电子显微镜（Energy Filtered Transmission Electron Microscopy，EFTEM）中人们测量电子通过样本时的速度改变。由此可以推测出样本的化学组成，比如化学元素在样本内的分布。扫描电子显微镜（Scanning electron microscope，SEM）中的电子束尽量聚焦在样本的一小块地方，然后一行一行地扫描样本。入射的电子导致样本表面散发出电子，显微镜观察的是这些每个点散射出来的电子。由于这样的显微镜中电子不必透射样本，因此其电子加速的电压不必非常高。场发射扫描电子显微镜是一种比较简单的电子显微镜，它观察样本上因强电场导致的场发射所散发出来的电子。假如观察的是透过样本的扫描电子的话，那么这种显微镜被称为扫描透射电子显微镜（Scanning Transmission Electron Microscopy，STEM）。

样本处理

在使用透视电子显微镜观察生物样品前样品必须被预先处理。随不同研究要求的需要科学家使用不同的处理方法。
- 固定：为了尽量保存样本的原样使用戊二醛来硬化样本和使用锇酸来染色脂肪。
- 冷固定：将样本放在液态的乙烷中速冻，这样水不会结晶，而形成非晶体的冰。这样保存的样品损坏比较小，但图像的对比度非常低。
- 脱干：使用乙醇和丙酮来取代水。
- 垫入：样本被垫入后可以分割。
- 分割：将样本使用金刚石刃切成薄片。
- 染色：重的原子如铅或铀比轻的原子散射电子的能力高，因此可被用来提高对比度。使用透视电子显微镜观察金属前样本要被切成非常薄的薄片（约0.1毫米），然后使用电解擦亮继续使得金属变薄，最后在样本中心往往形成一个洞，电子可以在这个洞附近穿过那里非常薄的金属。无法使用电解擦亮的金属或不导电或导电性能不好的物质如硅等一般首先被用机械方式磨薄后使用离子打击的方法继续加工。为防止不导电的样品在扫描电子显微镜中积累静电它们的表面必须覆盖一层导电层。

缺点

在电子显微镜中样本必须在真空中观察，因此无法观察活样本。在处理样本时可能会产生样本本来没有的结构，这加剧了此后分析图像的难度。由于投射电子显微镜只能观察非常薄的样本，而有可能物质表面的结构与物质内部的结构不同。此外电子束可能通过碰撞和加热破坏样本。现在的最新技术可以在电子显微镜中观察湿的样本和不涂导电层的样本（环境扫描电子显微镜，Environmental Scanning Electron Microscopes，ESEM）。假如事先对样本的情况比较清晰的话则可以基本上进行不破坏的观察。此外电子显微镜购买和维护的价格都比较高。

历史

1926年汉斯·布什研制了第一个磁力电子透镜。1931年厄恩斯特·卢斯卡和马克斯·克诺尔研制了第一台透视电子显微镜。展示这台显微镜时使用的还不是透视的样本，而是一个金属格。1986年卢斯卡为此获得诺贝尔物理学奖。1938年他在西门子公司研制了第一台商业电子显微镜。 1934年锇酸被提议用来加强图像的对比度。1937年第一台扫描透射电子显微镜推出。一开始研制电子显微镜最主要的目的是显示在光学显微镜中无法分辨的病原体如病毒等。1949年可投射的金属薄片出现后材料学对电子显微镜的兴趣大增。 1960年代投射电子显微镜的加速电压越来越高来透视越来越厚的物质。这个时期电子显微镜达到了可以分辨原子的能力。 1980年代人们能够使用扫描电子显微镜观察湿样本。1990年代中电脑越来越多地用来分析电子显微镜的图像，同时使用电脑也可以控制越来越复杂的透镜系统，同时电子显微镜的操作越来越简单。 Category:显微镜 ja:電子顕微鏡 ms:Mikroskop elektron

分子动力学

分子动力学是一套分子模拟方法，该方法主要是依靠牛顿力学来模拟分子体系的运动，以在由分子体系的不同状态构成的系综中抽取样本，从而计算体系的构型积分，并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量和其他宏观性质。

分子動力学简史

- 1957年：基于刚球势的分子動力学法（Alder and Wainwright）
- 1964年：質点系への拡張(Rahman)
- 1971年：剛体系への拡張(Rahman and Stillinger)
- 1977年：约束动力学方法（Rychaert等）
- 1980年：恒压条件下的动力学方法（Andersenの方法、Parrinello-Rahman法）
- 1983年：非平衡态动力学方法(Gillan and Dixon)
- 1984年：恒温条件下的动力学方法（能勢‐フーバーの方法）
- 1985年：第一原理分子動力学法（→カー・パリネロ法）
- 1991年：巨正则系综的分子动力学方法(Cagin and Pettit)

基本步骤

- 确定起始构型 :进行分子动力学模拟的第一步是确定起始构型，一个能量较低的起始构型是进行分子模拟的基础，一般分子的起始构型主要来自实验数据或量子化学计算。 :在确定起始构型之后要赋予构成分子的各个原子速度，这一速度是根据波尔兹曼分布随机生成的，由于速度的分布符合波尔兹曼统计，因此在这个阶段，体系的温度是恒定的。另外，在随机生成各个原子的运动速度之后须进行调整，使得体系总体在各个方向上的动量之和为零，即保证体系没有平动位移。
- 进入平衡相 :由上一步确定的分子组建平衡相，在构建平衡相的时候会对构型、温度等参数加以监控。
- 进入生产相 :进入生产相之后体系中的分子和分子中的原子开始根据初始速度运动，可以想象其间会发生吸引、排斥乃至碰撞，这时就根据牛顿力学和预先给定的粒子间相互作用势来对各个粒子的运动轨迹进行计算，在这个过程中，体系总能量不变，但分子内部势能和动能不断相互转化，从而体系的温度也不断变化，在整个过程中，体系会遍历势能面上的各个点，计算的样本正是在这个过程中抽取的。 +
- 计算结果 :用抽样所得体系的各个状态计算当时体系的势能，进而计算构型积分。

作用势与动力学计算

作用势的选择与动力学计算的关系极为密切，选择不同的作用势，体系的势能面会有不同的形状，动力学计算所得的分子运动和分子内部运动的轨迹也会不同，进而影响到抽样的结果和抽样结果的势能计算，最初的分子动力学计算采用比较简单的刚球势，现在更多地采用Lennard-Jones势，后者能够更好的与粒子间相互作用拟合。

时间步长与约束动力学

分子动力学计算的基本思想是赋予分子体系初始运动状态之后利用分子的自然运动在相空间中抽取样本进行统计计算，时间步长就是抽样的间隔，因而时间步长的选取对动力学模拟非常重要。太长的时间步长会造成分子间的激烈碰撞，体系数据溢出；太短的时间步长会降低模拟过程搜索相空间的能力，因此一般选取的时间步长为体系各个自由度中最短运动周期的十分之一。但是通常情况下，体系各自由度中运动周期最短的是各个化学键的振动，而这种运动对计算某些宏观性质并不产生影响，因此就产生了屏蔽分子内部振动或其他无关运动的约束动力学，约束动力学可以有效地增长分子动力学模拟的时间步长，提高搜索相空间的能力。

应用

分子动力学的计算过程给定了体系的总能量，因此适用于对微正则系综的模拟计算，另外由于分子动力学计算过程始终是时间的函数，因此一些与时间有关的宏观量如扩散系数的模拟必须应用分子动力学。另外，在实际应用中，经常把分子动力学方法和蒙特卡罗法联合使用。

参见

计算化学分子模拟 category: 计算化学 category:化学 Category:分子物理学 ja:分子動力学法

糖酵解

糖酵解(glycolysis) (原自希腊语glykys = 糖，甜 lysis = 分解)是所有生物细胞糖代谢的第一步。在该过程中，一分子葡萄糖会经过十步酶促反应转变成两分子丙酮酸。最著名和研究最彻底的糖酵解形式是双磷酸已糖降解途径(Embden-Meyerhof途径)。另一途径是脱氧酮糖酸途径(Entner-Doudoroff途径)，糖酵解一词可以用来概括所有这些途径，但在此却是当作双磷酸已糖降解途径的同义词。

反应式

:葡萄糖 + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 磷酸 → 2 NADH + 2 丙酮酸 + 2 ATP + 2 H₂O + 2 H⁺

糖酵解场所

糖酵解在细胞的细胞质中进行。早先人们只知道糖无氧环境下降解为乳糖，但今天人们终于清楚知道，不论有氧还是无氧环境，糖会经过同样的过程分解为丙酮酸。在原核生物和真核生物的大部分缺氧细胞或组织（骨骼肌）中，丙酮酸会转化成乳糖或者像酵母那样成为乙醇和二氧化碳(CO₂)。在有氧环境下工作的组织（典型：心肌细胞）分解三碳的丙酮酸为乙酰辅酶A和二氧化碳，乙酰辅酶A会进一步行三羧酸循环分解为CO₂和氢。氢会与氢载体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD⁺)和黄素腺嘌呤(FAD)结合成(NADH 和 FADH₂)。在线粒体里进行的呼吸链，氢离子的氧化会导致ATP的产生，能量会储存在ATP的高能磷酸键供细胞使用。糖酵解是唯一一条现代生物都具有的代谢途径，出现时间很早。糖酵解最早可能发生在35亿年前第一个原核生物中。

糖酵解步骤

糖酵解的第一步是葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖。不同细胞类型所用的酶也不一样，例如在脑部，反应由己糖激酶催化，而在肝和胰腺，其作用的却是葡(萄)糖激酶。磷酸化过程消耗一分子ATP，后面的过程证明，这是回报很丰厚的投资。细胞膜对葡萄糖通透，但对磷酸化产物6-磷酸葡萄糖不通透，后者在细胞内积聚并继续反应，将反应平衡向有利于葡萄糖吸收的那一面推移。之后6-磷酸葡萄糖会在磷酸己糖异构酶的催化下生成6-磷酸果糖。（在此果糖也可通过磷酸化进入糖酵解途径）接着6-磷酸果糖会在磷酸果糖激酶的作用下被一分子ATP磷酸化生成1,6-磷酸果糖，ATP则变为ADP。这里的能量消耗是值得的，：首先此步反应使得糖酵解不可逆地继续进行下去，另外，两个磷酸基团可以进一步在醛缩酶的参与下分解为磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛。磷酸二羟丙酮会在磷酸丙糖异构酶帮助下转化为3-磷酸甘油醛。两分子3-磷酸甘油醛会被NAD⁺和 3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)的氧化下生成1,3-二磷酸甘油酸(1,3-BPG)。下一步反应，1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸。此反应由磷酸甘油酸激酶催化，高能磷酸键由1,3-二磷酸甘油酸转移到ADP上，生成两分子ATP。在此，糖酵解能量盈亏平衡。两分子ATP消耗了又重新生成。ATP的合成需要ADP作原料。如果细胞内ATP多（ADP则会少），反应会在此步暂停，直到有足够的ADP。这种反馈调节和重要，因为ATP就是不被使用，也会很快分解。反馈调节避免生产过量的ATP，节省了能量。磷酸甘油酸变位酶推动3-磷酸甘油酸生成2-磷酸甘油酸，最终成为磷酸烯醇式丙酮酸。最后，在丙酮酸激酶的作用下磷酸烯醇式丙酮酸生成一分子ATP和丙酮酸。此步反应也受ADP调节。

能量转化

平衡点

值得一提的是,生成1，6-二磷酸果糖后的大部分反应都是向能量升高的方向进行的，没有酶（磷酸果糖激酶(PFK),磷酸甘油酸激酶 (PGK)）的催化，是不会自发进行的。而糖酵解的逆过程--糖异生（从甘油等非糖物质生成葡萄糖）则容易进行，此过程用到大部分在糖酵解里面出现过的酶，除了提到的两位“车夫”外，它们只出现在糖酵解中。在糖异生这两步逆反应会放出大量的热，分别为-14 und -24 kJ/mol。

无氧环境和有氧环境的能量转化

在糖酵解中，每分子葡萄糖提供两分子ATP。真核生物的线粒体能同时从两分子丙酮酸中另外获得36分子ATP。能量转化的多少取决于在细胞质中产生的NADH + H⁺通过线粒体膜的方式。(穿梭系统). 不论在无氧还是有氧环境中，糖酵解成丙酮酸这一过程都能进行。3-磷酸甘油醛在3－磷酸甘油醛脱氢酶GAPDH的作用下脱氢。脱下的氢离子会将氧化剂(辅酶)NAD⁺还原成NADH + H⁺。NAD⁺会在呼吸链中再生。若在无氧环境，放热的(ΔG^o´ = - 25 kJ/mol)乳糖脱氢酶（LDH）反应会再生NAD⁺：丙酮酸的还原会生成乳糖和再生NAD⁺（酵母则会使用另外两种酶--丙酮酸脱羧酶加乙醇脱氢酶）。下图可阐明此过程：呼吸链
:无氧环境下糖酵解GAPDH-和 LDH-反应的相互联系，除了少部分NADH+H⁺会被磷酸甘油脱氢酶(GDH)转化外，大部分会用于再生NAD⁺。 请参见: 科里循环
链接

- [http://www.abi-bayern.de/bio/dissimilation.htm 德国高考--基础生物]
- [http://www.u-helmich.de/bio/stw/reihe3/glyco1.htm Ulrich Helmich主页上的糖酵解]
- [http://www.glycolyse.de 详细讲解糖酵解（德语）]
- [http://www.people.virginia.edu/~rjh9u/nad_nadh.html NAD/NADH的结构]
- [http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/d19/11.htm 植物学在线上的糖酵解]
- [http://www.foerstner.org/konrad/bco/grundlagen/glycolyse.html 糖酵解基础]
- [http://iep463.nat.uni-magdeburg.de/w3tm/glycole.htm 糖酵解中NADH和质子波动(英语)] category:生物化学 category:化学反应 category:代谢 ja:解糖系 ko:해당작용

遗传学

遗传学是研究基因及它们在生物遗传中的作用的科学分支。这就是为什么后代总是与他们的双亲相似的原因。遗传学最早的应用在有历史记载之初就已经出现了，即驯养动物及植物的选择育种。遗传信息以化学方法被编码在DNA（脱氧核糖核酸）中。基因组学是研究特定物种所有DNA的学科。直到1865年，才由格雷戈尔·孟德尔首先记录了豌豆某些特性的遗传模式，表明它们遵守简单的统计学规律。虽然并不是所有的特性都显示出这种孟德尔遗传，他的工作说明将统计学应用于遗传将会有很大帮助。从那时起，出现了许许多多更复杂的模式。由他的统计分析中，孟德尔定义了一个概念：遗传的基本单位——等位基因。他描述的等位基因类于现在的基因。而现在等位基因的意思是一个特定基因的特定实例。直到孟德尔死后，20世纪初另外的科学家重新发现这个定律之后，孟德尔的工作的重要性才被大家了解。孟德尔没有发现基因的物理性质。现在我们知道遗传信息通常是由DNA携带的（某些病毒的遗传信息储存在RNA中）。操纵DNA可以随之改变生物的遗传性状。这些基因包含了制造蛋白质的信息，蛋白质最终导致了生物表型的变化。以某种观点看来，在分子层面上，生命被定义为RNA 多聚核苷酸使得自身延续的一组策略。这个定义基于RNA世界假说。由生物化学和遗传学联合所发展出的科学叫做分子生物学。改变一个生物的DNA从而达到某种目的被称为基因工程。不与DNA/RNA严格相关的研究遗传特性的学科叫做实验胚胎学

时间表

:1859年查尔斯·达尔文发表了《物种起源》 :1865年格雷戈尔·孟德尔发表文章，《植物杂交试验》 :1903年发现染色体是遗传单位 :1905年英国科学家威廉·贝特森在给亚当·塞奇威克的一封信中提出了“遗传学”这个名词。 :1910年发现染色体包含基因 :1913年基因图说明染色体含有线性排列的基因 :1927年基因的物理变化叫做基因突变 :1928年弗雷德里克·格里菲思发现了细菌中一种可遗传的遗传分子（见格里菲思试验） :1931年交叉互换导致了基因重组 :1944年奥斯瓦德·西奥多·艾弗里，科林·麦克劳德和麦克林·麦克卡提分离出遗传物质DNA（那时叫做遗传要素） :1945年基因编码蛋白质；见最初的遗传学中心法则 :1950年欧文·查伽夫指出核苷酸中的四种核苷比例不是固定的，但是遵守一些普通的规则（例如，腺嘌呤A的总量与胸腺嘧啶T的总量相同） :1952年赫希-却斯实验证明噬菌体（及其他所有生物）的遗传信息是DNA :1953年詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克提出了DNA的双螺旋结构 :1958年 Meselson-Stahl试验证明DNA是半保留复制的 :1961年提出三联体遗传密码 :1977年 DNA测序 :1997年第一个基因组测序完成 :2001年人类基因组序列草图由人类基因组计划和赛雷拉基因公司同时完成

参见

- 生物学
- 遗传学中心法则
- Svante Pääbo Category:遗传学 ja:遺伝学 ko:유전학 ms:Genetik simple:Genetics th:พันธุศาสตร์

农业

农业为通过培育动植物生产食品及工业原料的产业。农业属于第一产业，研究农业的科学是农学。农业有广泛的定义和狭义的定义。广泛的定义包括种植业、林业、畜牧业、水产。种植业为狭义的农业。农业可分为：
- 种植业
- 林业
- 畜牧业
- 水产业

医学

醫学是處理健康相關問題的一種科學與藝術，以治疗和预防生理和心理疾病和提高人体自身素质为目的。狹義的醫學只是疾病的治療，但也有說法稱預防醫學為第一醫學，臨床醫學為第二醫學，復健醫學為第三醫學。醫学的科學面是應用基礎醫學的理論與發現，例如生化、生理、微生物、解剖、病理、藥理、統計學、流行病學等，來治療疾病與促進健康。然而，医学也具有人文與藝術的一面，它关注的不仅仅是人体的器官和疾病，而是人（身体和心理）的健康和生命。生理、心理、社會模式是廣為接受的理論，而其他如生理心理靈性社會的照顧、全人、全隊、全程、全家的醫療也都是現代醫學的重要理論。随着醫学模式的转变，醫学的人文性受到越来越多的重视。醫學倫理目前最廣為人知的是四初確原則方法論:自主、行善、不傷害、正義。醫学可分为西醫学、中醫学、藏醫学、蒙醫学等等多种醫学体系。不同地区和民族都有相应的一些医学体系，宗旨和目的不尽相同，预防疾病、治病救人。印度傳統醫學系統也被認為很發達。研究领域大方向包括基礎醫學、臨床醫學、檢驗醫學、預防醫學, 等等。

基础医学

- 医学生物数学
- 医学生物化学
- 医学生物物理学
- 人体解剖学
- 医学细胞生物学
- 人体生理学
- 人体组织学
- 人体胚胎学
- 医学遗传学
- 人体免疫学
- 医学寄生虫学
- 医学微生物学
- 医学病毒学
- 人体病理学
- 病理生理学
- 药理学
- 医学实验动物学
- 医学心理学
- 生物医学工程学
- 医学信息学
- 急救學
- 護病學

临床医学

- 临床诊断学
- 影像诊断学
- 放射医学
- 超声诊断学
- 核医学
- 治疗学
- 職能治療學
- 化学治疗学
- 生物治疗学
- 物理治療學
- 血液治疗学
- 组织器官治疗学
- 饮食治疗学
- 語言治療學
- 心理治療學
- 体育治疗学
- 麻醉学
- 护理学
- 临终关怀学
- 康复医学
- 保健医学
- 听力学
- 内科学
- 外科学
- 妇产科学
- 男科学
- 儿科学
- 老年医学
- 眼科学
- 耳鼻喉科学
- 口腔医学
- 传染病学
- 皮肤病学
- 性医学
- 神经病学
- 精神病学
- 肿瘤学
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